Tamanho das nanopartículas de plástico no cérebro muda o comportamento dos neurónios

O alarme sobre plástico no cérebro tem se concentrado, em grande parte, em quanto desse material consegue entrar: a velocidade com que as concentrações aumentam e se, em algum momento, elas ultrapassarão um limite capaz de começar a lesar células.

O que quase não recebeu o mesmo grau de atenção foi o tamanho das partículas - e um estudo recente indica que isso pode ser um erro.

No experimento, partículas plásticas de 50 e 250 nanómetros eram feitas do mesmo material e administradas na mesma dose, mas apresentaram comportamentos distintos no interior de células cerebrais. As alterações apareceram apenas com as menores.

Plástico no cérebro

Durante anos, o cérebro parecia protegido contra esse tipo de invasor. Uma barreira compacta de células, a chamada barreira hematoencefálica, filtra o que pode passar e impede que a maior parte dos detritos que circulam no organismo alcance o tecido nervoso.

Essa ideia, porém, foi abalada quando um estudo identificou fragmentos de plástico em amostras de cérebro.

E nem todo fragmento de plástico tem o mesmo tamanho. Os microplásticos, a categoria maior, podem ser menores do que um grão de poeira.

Já os nanoplásticos têm menos de um milésimo de milímetro - dimensões pequenas o bastante para atravessar barreiras e entrar em células individuais.

Com isso em mente, investigadores da University of Eastern Finland (UEF) decidiram testar se o tamanho, por si só, seria capaz de alterar o que o plástico faz numa célula nervosa.

O trabalho foi conduzido pela investigadora de doutoramento Veronika Górová e por colegas do A. I. Virtanen Institute for Molecular Sciences.

Observando mudanças discretas

A equipa de Górová trabalhou com neurónios corticais primários - células nervosas recém-obtidas de embriões de camundongos, em vez de uma linhagem robusta cultivada em laboratório.

Em muitos estudos anteriores sobre plásticos, era comum usar doses muito altas e partículas maiores em linhagens de células cancerígenas, que se comportam de forma bem diferente de um cérebro em desenvolvimento.

Nas placas foram adicionadas esferas de poliestireno (material presente em embalagens de espuma e copos descartáveis) em três tamanhos: 50, 100 e 250 nanómetros de diâmetro.

Mesmo a maior partícula empregada era invisível a olho nu. Um fio de cabelo humano, com cerca de 80.000 nanómetros de largura, é centenas de vezes maior.

Um ponto essencial é que as doses foram mantidas baixas. Em vez de inundar as células para forçar uma reação, a equipa procurou usar quantidades realistas e acompanhar o que acontecia ao longo de 24 horas.

O objetivo era captar alterações silenciosas, e não um envenenamento evidente.

Dentro das células

Ao microscópio de alta potência, as esferas maiores podiam ser vistas com clareza, já alojadas dentro dos neurónios.

À medida que aumentava a quantidade de plástico em suspensão no meio líquido, aumentava também a quantidade internalizada pelas células. As esferas menores eram pequenas demais para serem registadas por imagem, embora a equipa suspeitasse que também entrassem.

Entrar na célula, por si só, não significou prejuízo. Nessas doses baixas, os neurónios mantiveram o metabolismo normal e não mostraram sinais de morte celular. O funcionamento básico seguiu como se nada tivesse mudado.

Os indícios de dano só surgiram quando a equipa elevou a dose muito além do intervalo pretendido. Com plástico suficiente, as células realmente enfraqueciam - mas não nas concentrações usadas no estudo.

Neurónios levados ao crescimento excessivo

A surpresa apareceu na forma física das células. Neurónios emitem prolongamentos longos e finos chamados neuritos.

Eles compõem a “fiação” que liga diferentes regiões do cérebro, e o alcance desses prolongamentos ajuda a definir como um cérebro jovem se organiza.

Após a exposição, a equipa mediu esses ramos. Os neurónios que entraram em contacto com esferas de 50 nanómetros desenvolveram neuritos visivelmente mais longos do que os das células não tratadas; já as esferas de 100 e 250 nanómetros não produziram esse efeito.

Em outras palavras: apenas o menor tamanho empurrou os prolongamentos para um crescimento excessivo.

E mais longo não é sinónimo de melhor. Numa rede em formação, ramos que se estendem além do necessário podem desorganizar o padrão preciso de conexões de que o cérebro depende.

Pesquisas anteriores em animais já sugeriam que partículas menores provocam perturbações maiores. Até este trabalho, porém, não se tinha demonstrado que o tamanho, isoladamente, pudesse levar neurónios saudáveis ao crescimento excessivo.

Atividade genética e ritmo de sinalização

Para entender o que alimentava esse crescimento, a equipa analisou o transcriptoma dos neurónios - ou seja, quais instruções genéticas a célula estava a utilizar.

Os plásticos de 50 nanómetros alteraram genes ligados ao crescimento de ramificações, incluindo um gene associado ao alongamento de neuritos dependente de cálcio. As esferas maiores não mexeram nesses genes.

Houve, contudo, um aspecto que permaneceu estável: a “conversa” elétrica das células. Neurónios comunicam-se por pequenos impulsos.

Em placas com sensores capazes de registar esses sinais, a taxa de disparo e a força da sinalização mantiveram-se constantes durante um dia inteiro. As células tratadas sinalizavam como as não tratadas.

Esse resultado chama atenção: as menores partículas de plástico mudaram a estrutura do neurónio e o padrão de atividade genética sem alterar, nas primeiras 24 horas, a forma como a célula gerava sinais elétricos.

Por que o tamanho, sozinho, produz essa diferença ainda não está claro.

O tamanho das partículas muda a história

A conclusão é direta: quando se trata de plástico, o diâmetro da partícula pode definir se uma célula cerebral mal percebe a presença do material ou se altera, de modo discreto, a forma como cresce.

Partículas em torno de 50 nanómetros cruzaram um limite que as de 250 nanómetros não cruzaram.

“É importante entender que não apenas a concentração e o material, mas também o tamanho das partículas importa”, disse Górová.

O efeito manteve-se sutil, mas tornou-se mais evidente conforme as partículas diminuíam.

Como foram células isoladas, observadas numa placa por apenas 24 horas, as consequências de longo prazo continuam desconhecidas. Ainda assim, o estudo demonstrou que o tamanho da partícula, por si só, pode influenciar o crescimento dos neurónios.

Daqui para a frente, pesquisas sobre plástico e cérebro terão de acompanhar quão pequenas são as partículas - e não apenas quanto plástico consegue entrar.

A descoberta pode ser particularmente relevante para cérebros jovens, que ainda estão a montar as suas conexões e provavelmente entram em contacto com as menores partículas de plástico com maior frequência.